JP3358184B2 - 光伝送線路 - Google Patents
光伝送線路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモードフィールド径変換
型の光伝送線路（光導波路、光ファイバ等）に関する。
型の光伝送線路（光導波路、光ファイバ等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】モードフィールド径を局所的に増大させ
た光導波路や光ファイバが知られ、これらを用いると、
特に光部品の挿入構造を容易にでき、集積化光部品の回
析損失の低減に有効である。
た光導波路や光ファイバが知られ、これらを用いると、
特に光部品の挿入構造を容易にでき、集積化光部品の回
析損失の低減に有効である。
【０００３】光導波路においてモードフィールド径を局
所的に増大させる手法として、次のようなものが知られ
ている。第１は、コアのパターンを細くして光閉じ込め
効果を減少させ、モードフィールド径を増大させるもの
である。第２は、コアのパターンを太くして実効的なコ
ア径を大きくし、モードフィールド径を増大させるもの
であり、例えば１９９３年電子情報通信学会秋季大会で
笹岡らにより発表されている（格子状光導波路における
反射損失低減の検討）。第３は、導波路基板上の光導波
路の一部を加熱し、屈折率上昇用のドーパントをコアか
らクラッドに拡散し、実効的にコア径を大きくするもの
で、例えば１９９４年電子情報通信学会春季大会で柳沢
らにより発表されている（Ｃ−３４１）。
所的に増大させる手法として、次のようなものが知られ
ている。第１は、コアのパターンを細くして光閉じ込め
効果を減少させ、モードフィールド径を増大させるもの
である。第２は、コアのパターンを太くして実効的なコ
ア径を大きくし、モードフィールド径を増大させるもの
であり、例えば１９９３年電子情報通信学会秋季大会で
笹岡らにより発表されている（格子状光導波路における
反射損失低減の検討）。第３は、導波路基板上の光導波
路の一部を加熱し、屈折率上昇用のドーパントをコアか
らクラッドに拡散し、実効的にコア径を大きくするもの
で、例えば１９９４年電子情報通信学会春季大会で柳沢
らにより発表されている（Ｃ−３４１）。
【０００４】上記の第１の手法では、コアの屈折率自体
は高くならないため、モードフィールド径の大幅増加は
難しい。第２の手法では、コア幅の増大により、伝搬光
に多数のモードが生じて損失を生じやすい。第３の手法
では、上記のような欠点は克服できるが、高温（１２０
０〜１４００℃）処理が必要になる。
は高くならないため、モードフィールド径の大幅増加は
難しい。第２の手法では、コア幅の増大により、伝搬光
に多数のモードが生じて損失を生じやすい。第３の手法
では、上記のような欠点は克服できるが、高温（１２０
０〜１４００℃）処理が必要になる。
【０００５】一方、光ファイバについてもモードフィー
ルド径を局所的に増大させる手法が提案されている。例
えば、延伸法では光ファイバが局所的に加熱されて延伸
され、コア径を小さくすることでモードフィールド径が
増大される。また、ドーパント拡散法では、光ファイバ
が局所加熱され、コアの屈折率上昇用ドーパントが拡散
されてモードフィールド径が増大される。
ルド径を局所的に増大させる手法が提案されている。例
えば、延伸法では光ファイバが局所的に加熱されて延伸
され、コア径を小さくすることでモードフィールド径が
増大される。また、ドーパント拡散法では、光ファイバ
が局所加熱され、コアの屈折率上昇用ドーパントが拡散
されてモードフィールド径が増大される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の従来技術も、基本的にはコア径を拡大あるいは縮小さ
せてモードフィールド径を増大させるものであって、コ
アの屈折率自体を局所的に高める手法ではない。
の従来技術も、基本的にはコア径を拡大あるいは縮小さ
せてモードフィールド径を増大させるものであって、コ
アの屈折率自体を局所的に高める手法ではない。
【０００７】これに対し、特開平６−５１１４７号で
は、モードフィールド径変換型光ファイバに関して、コ
アとクラッドの屈折率差を相対的に高めることで、モー
ドフィールド径を局所的に増大させる技術が示されてい
る。すなわち、光ファイバ中の残留応力によって屈折率
が変化することに着目し、線引き時の残留応力を局所的
加熱で解放し、モードフィールド径を増大させている。
は、モードフィールド径変換型光ファイバに関して、コ
アとクラッドの屈折率差を相対的に高めることで、モー
ドフィールド径を局所的に増大させる技術が示されてい
る。すなわち、光ファイバ中の残留応力によって屈折率
が変化することに着目し、線引き時の残留応力を局所的
加熱で解放し、モードフィールド径を増大させている。
【０００８】本発明は、このような従来技術に鑑みてな
されたもので、特開平６−５１１４７号に示された屈折
率変換機構と異なる機構を用いて、モードフィールド径
を増大させた光導波路や光ファイバなどの光伝送線路を
得ることを目的とする。
されたもので、特開平６−５１１４７号に示された屈折
率変換機構と異なる機構を用いて、モードフィールド径
を増大させた光導波路や光ファイバなどの光伝送線路を
得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】石英系光伝送
線路においては、コアの屈折率を高めるためのドーパン
トに、従来からＧｅＯ2 が広く用いられている。このＧ
ｅＯ2 については、波長２２０〜２７０ｎｍ、特に２４
０〜２６０ｎｍの光を照射すると結合状態が変化し、更
に屈折率を上昇させることが、例えば水波による「技術
ノート（ファイバー型光部品の製作と評価）回折格子」
応用物理第６２巻第１号（１９９３）Ｐ．５３〜５４な
どで知られている。ここで、クラッドの屈折率を上昇さ
せればコアとクラッドの屈折率差は小さくでき、光閉じ
込め効果を低減させてモードフィールド径を増大させる
ことが可能になる。
線路においては、コアの屈折率を高めるためのドーパン
トに、従来からＧｅＯ2 が広く用いられている。このＧ
ｅＯ2 については、波長２２０〜２７０ｎｍ、特に２４
０〜２６０ｎｍの光を照射すると結合状態が変化し、更
に屈折率を上昇させることが、例えば水波による「技術
ノート（ファイバー型光部品の製作と評価）回折格子」
応用物理第６２巻第１号（１９９３）Ｐ．５３〜５４な
どで知られている。ここで、クラッドの屈折率を上昇さ
せればコアとクラッドの屈折率差は小さくでき、光閉じ
込め効果を低減させてモードフィールド径を増大させる
ことが可能になる。
【００１０】そこで、本発明者は、従来はコアに添加さ
れていたＧｅＯ2をクラッドに含有させることとし、上
記波長の光を照射することでモードフィールド径の増大
を可能にした。したがって、本発明は、石英ガラスを主
成分とするコアとクラッドとを有する光伝送線路におい
て、クラッドはＧｅＯ2を含有し、コアのＧｅＯ2含有量
がクラッドよりも少なく、紫外線を照射されることによ
り前記コアと前記クラッドとの比屈折率差が小さくされ
て、モードフィールド径が増大された部分を有してい
る、ことを特徴とする。ここで、コアのＧｅＯ2含有量
はクラッドの１０％未満であるか、またはコアはＧｅＯ
2を含まないことを特徴としてもよい。
れていたＧｅＯ2をクラッドに含有させることとし、上
記波長の光を照射することでモードフィールド径の増大
を可能にした。したがって、本発明は、石英ガラスを主
成分とするコアとクラッドとを有する光伝送線路におい
て、クラッドはＧｅＯ2を含有し、コアのＧｅＯ2含有量
がクラッドよりも少なく、紫外線を照射されることによ
り前記コアと前記クラッドとの比屈折率差が小さくされ
て、モードフィールド径が増大された部分を有してい
る、ことを特徴とする。ここで、コアのＧｅＯ2含有量
はクラッドの１０％未満であるか、またはコアはＧｅＯ
2を含まないことを特徴としてもよい。
【００１１】本発明では、局所的に比屈折率差を小さく
することでモードフィールド径を変換しているので、コ
ア径そのものは変化せず、したがって設計が容易であ
る。また、多モード領域が生じないので、損失増加は生
じにくい。
することでモードフィールド径を変換しているので、コ
ア径そのものは変化せず、したがって設計が容易であ
る。また、多モード領域が生じないので、損失増加は生
じにくい。
【００１２】クラッドにより多くのＧｅＯ2 を含有しな
がら、これが光伝送線路として機能するためには、クラ
ッドに屈折率低下用のドーパントが多く含まれるか、ま
たはコアに屈折率上昇用のドーパントが多く含まれるこ
とにより、ＧｅＯ2 による屈折率の上昇分を補償する必
要がある。このようなドーパントは、ＧｅＯ2 に結合状
態の変化を生じさせる波長の光で屈折率が変化しない、
または変化の少ないものである。具体的には、クラッド
は屈折率を低下させるドーパントとして、Ｂ2Ｏ3 また
はＦを含むことを特徴とする。また、コアは屈折率を上
昇させるドーパントとして、Ｐ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔ
ｉＯ2 またはＳｉ3 Ｎ4 を含むことを特徴としてもよ
い。
がら、これが光伝送線路として機能するためには、クラ
ッドに屈折率低下用のドーパントが多く含まれるか、ま
たはコアに屈折率上昇用のドーパントが多く含まれるこ
とにより、ＧｅＯ2 による屈折率の上昇分を補償する必
要がある。このようなドーパントは、ＧｅＯ2 に結合状
態の変化を生じさせる波長の光で屈折率が変化しない、
または変化の少ないものである。具体的には、クラッド
は屈折率を低下させるドーパントとして、Ｂ2Ｏ3 また
はＦを含むことを特徴とする。また、コアは屈折率を上
昇させるドーパントとして、Ｐ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔ
ｉＯ2 またはＳｉ3 Ｎ4 を含むことを特徴としてもよ
い。
【００１３】ここで、光伝送線路は基板上に石英ガラス
を主成分とするガラス膜を堆積して形成された光平面導
波路をなしていてもよく、石英ガラスを主成分とするガ
ラス母材を線引きして形成された光ファイバをなしてい
ることを特徴としてもよい。特に、シリコン基板や石英
ガラス基板上にガラス膜として形成された光導波路の場
合には、上記波長のスポット光を照射するだけでモード
フィールド径を変換でき、利用価値が高い。
を主成分とするガラス膜を堆積して形成された光平面導
波路をなしていてもよく、石英ガラスを主成分とするガ
ラス母材を線引きして形成された光ファイバをなしてい
ることを特徴としてもよい。特に、シリコン基板や石英
ガラス基板上にガラス膜として形成された光導波路の場
合には、上記波長のスポット光を照射するだけでモード
フィールド径を変換でき、利用価値が高い。
【００１４】本発明によるモードフィールド径変換型の
光伝送線路は、所定長さに成型され、その長手方向の少
なくとも一部の領域の前記クラッドには波長２２０〜２
７０ｎｍの光が照射されて前記クラッド中のＧｅＯ2の
結合状態が変化させられていることを特徴とするが、こ
のようなデバイスの作製にあたっては、光照射に先立っ
て水素雰囲気にさらすのが望ましい。
光伝送線路は、所定長さに成型され、その長手方向の少
なくとも一部の領域の前記クラッドには波長２２０〜２
７０ｎｍの光が照射されて前記クラッド中のＧｅＯ2の
結合状態が変化させられていることを特徴とするが、こ
のようなデバイスの作製にあたっては、光照射に先立っ
て水素雰囲気にさらすのが望ましい。
【００１５】石英ガラス中に侵入した水素は光反応性の
欠陥を形成し、光照射による屈折率変化を促進する。水
素雰囲気での処理は、高温短時間の処理ないしは低温長
時間の処理のいずれの手法を用いてもよい。ただし、導
波路用ガラスの溶融温度以上で処理した場合、ガラスの
変形が生じてしまうので、処理する最高温度はガラス組
成に応じて決定すべきである。ちなみに、常圧の水素雰
囲気で、５００℃で１時間以上放置した後に紫外線を照
射するか、１０気圧以上の水素雰囲気で、１００℃で２
４時間以上放置した後に紫外線を照射すると、効果的に
モードフィールド径を変換できることが判明した。
欠陥を形成し、光照射による屈折率変化を促進する。水
素雰囲気での処理は、高温短時間の処理ないしは低温長
時間の処理のいずれの手法を用いてもよい。ただし、導
波路用ガラスの溶融温度以上で処理した場合、ガラスの
変形が生じてしまうので、処理する最高温度はガラス組
成に応じて決定すべきである。ちなみに、常圧の水素雰
囲気で、５００℃で１時間以上放置した後に紫外線を照
射するか、１０気圧以上の水素雰囲気で、１００℃で２
４時間以上放置した後に紫外線を照射すると、効果的に
モードフィールド径を変換できることが判明した。
【００１６】本発明によれば、コアではなくクラッドに
より多量のＧｅＯ2 をドープするという、これまでの光
伝送線路の概念とは全く異なる手段を採用したものであ
って、このようにすれば光学的にモードフィールド径を
変換することができるので、添加物の拡散を用いる場合
よりも、基板などに与える影響が少なく、量産性に優れ
ている。また、ここで照射する紫外線はブラッグ回析格
子を作成する場合と異なり、可干渉光でなくとも良いの
で、光量の制御だけでよく、これは干渉性のよくないレ
ーザーであるエキシマレーザーを利用するのに適してい
る。
より多量のＧｅＯ2 をドープするという、これまでの光
伝送線路の概念とは全く異なる手段を採用したものであ
って、このようにすれば光学的にモードフィールド径を
変換することができるので、添加物の拡散を用いる場合
よりも、基板などに与える影響が少なく、量産性に優れ
ている。また、ここで照射する紫外線はブラッグ回析格
子を作成する場合と異なり、可干渉光でなくとも良いの
で、光量の制御だけでよく、これは干渉性のよくないレ
ーザーであるエキシマレーザーを利用するのに適してい
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１８】本発明は光伝送線路のモードフィールド径
変換技術に関するものであるが、このような光伝送線路
には、光導波路の他に光ファイバが知られている。光フ
ァイバにおいて本発明を実現するためには、まずクラッ
ド部にＧｅＯ2 を含み、コア部にＧｅＯ2 を含まない
（またはクラッド部より少ない含有量）ものであって、
コア部に比べてクラッド部が低屈折率とされた石英系光
ファイバの母材を作製する。このような母材は、公知の
外付け、内付け、ＶＡＤ法などで作製された多孔質ガラ
ス母材を、加熱によって透明ガラス化して得られる。
変換技術に関するものであるが、このような光伝送線路
には、光導波路の他に光ファイバが知られている。光フ
ァイバにおいて本発明を実現するためには、まずクラッ
ド部にＧｅＯ2 を含み、コア部にＧｅＯ2 を含まない
（またはクラッド部より少ない含有量）ものであって、
コア部に比べてクラッド部が低屈折率とされた石英系光
ファイバの母材を作製する。このような母材は、公知の
外付け、内付け、ＶＡＤ法などで作製された多孔質ガラ
ス母材を、加熱によって透明ガラス化して得られる。
【００１９】ここで、ＧｅＯ2 によるクラッド部の屈折
率上昇を補償し、更にクラッド部をコア部よりも低屈折
率とするため、クラッド部に屈折率低下用のドーパント
が添加され、あるいはコア部に屈折率上昇用のドーパン
トが添加される。屈折率低下用のドーパントとしては、
波長２２０〜２７０ｎｍの光で屈折率が変化しない（又
は、ほとんど変化しない）ものとして、Ｆ（弗素）やＢ
2 Ｏ3 （酸化ホウ素）が適している。屈折率上昇用のド
ーパントには、同様の理由で、Ｐ2 Ｏ5 （酸化リン）、
Ａｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニウム）、ＴｉＯ2 （酸化チタ
ン）、Ｓｉ3Ｎ4 （窒化珪素）などが適している。
率上昇を補償し、更にクラッド部をコア部よりも低屈折
率とするため、クラッド部に屈折率低下用のドーパント
が添加され、あるいはコア部に屈折率上昇用のドーパン
トが添加される。屈折率低下用のドーパントとしては、
波長２２０〜２７０ｎｍの光で屈折率が変化しない（又
は、ほとんど変化しない）ものとして、Ｆ（弗素）やＢ
2 Ｏ3 （酸化ホウ素）が適している。屈折率上昇用のド
ーパントには、同様の理由で、Ｐ2 Ｏ5 （酸化リン）、
Ａｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニウム）、ＴｉＯ2 （酸化チタ
ン）、Ｓｉ3Ｎ4 （窒化珪素）などが適している。
【００２０】このガラス母材は線引きにより光ファイバ
とされ、局所的に光照射されてモードフィールド径が局
所的に増大される。この部分で切断すれば、端部でモー
ドフィールド径が増大しているため、光部品との接続を
好適になし得る。なお、一定の長さに切断した後に、端
部に光照射してモードフィールド径を増大させてもよ
い。また、モードフィールド径の変換効率を高めるため
に、水素雰囲気で処理してもよい。
とされ、局所的に光照射されてモードフィールド径が局
所的に増大される。この部分で切断すれば、端部でモー
ドフィールド径が増大しているため、光部品との接続を
好適になし得る。なお、一定の長さに切断した後に、端
部に光照射してモードフィールド径を増大させてもよ
い。また、モードフィールド径の変換効率を高めるため
に、水素雰囲気で処理してもよい。
【００２１】次に、光導波路に係る本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００２２】光導波路は基板上に形成された石英系ガラ
ス膜により構成されるが、基板としてはシリコン単結晶
板の他、石英ガラス板を用いることが可能である。作製
にあたっては、まず基板上に下側クラッド層となるべき
多孔質ガラス層が、例えば火炎堆積法（ＦＨＤ法）で形
成される。そして、透明ガラス化された後にコアとなる
べき多孔質ガラス層が堆積され、光導波路のパターンに
合わせてフォトリソグラフィ技術によりパターン形成さ
れる。次に、上側クラッド層となるべき多孔質ガラス層
が堆積され、透明ガラス化される。ここで、クラッド用
の多孔質ガラス層の堆積に際しては、屈折率低下用のド
ーパントと共にＧｅＯ2 のガラス微粒子も同時に混入さ
れる。
ス膜により構成されるが、基板としてはシリコン単結晶
板の他、石英ガラス板を用いることが可能である。作製
にあたっては、まず基板上に下側クラッド層となるべき
多孔質ガラス層が、例えば火炎堆積法（ＦＨＤ法）で形
成される。そして、透明ガラス化された後にコアとなる
べき多孔質ガラス層が堆積され、光導波路のパターンに
合わせてフォトリソグラフィ技術によりパターン形成さ
れる。次に、上側クラッド層となるべき多孔質ガラス層
が堆積され、透明ガラス化される。ここで、クラッド用
の多孔質ガラス層の堆積に際しては、屈折率低下用のド
ーパントと共にＧｅＯ2 のガラス微粒子も同時に混入さ
れる。
【００２３】上記のように導波路基板がウェハ状態で形
成された後、所定の形状に切り出された光導波路チップ
に対し、局所的に光照射がされる。この光照射部位は、
主として他の光部品が接続される部位であり、モードフ
ィールド径が増大される。なお、ウェハ状態で光照射し
た後にチップに分割してもよく、チップ状態で導波路を
形成して光照射してもよい。
成された後、所定の形状に切り出された光導波路チップ
に対し、局所的に光照射がされる。この光照射部位は、
主として他の光部品が接続される部位であり、モードフ
ィールド径が増大される。なお、ウェハ状態で光照射し
た後にチップに分割してもよく、チップ状態で導波路を
形成して光照射してもよい。
【００２４】以下、本発明の具体的な実施例１，２を説
明する。
明する。
【００２５】実施例１ 火炎堆積法（ＦＨＤ法）でシリコン基板上にコア−クラ
ッド構造を持つガラス層を形成し、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法でコア径６．５μｍ、比屈折率差０．
３％の埋め込み型直線状導波路を作製した。コアの組成
はＰ2 Ｏ5 を１０ｗｔ％含有するＳｉＯ2 であり、クラ
ッド組成はＧｅＯ2 を１０ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3 を１７ｗｔ
％添加したＳｉＯ2 からなっている。
ッド構造を持つガラス層を形成し、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法でコア径６．５μｍ、比屈折率差０．
３％の埋め込み型直線状導波路を作製した。コアの組成
はＰ2 Ｏ5 を１０ｗｔ％含有するＳｉＯ2 であり、クラ
ッド組成はＧｅＯ2 を１０ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3 を１７ｗｔ
％添加したＳｉＯ2 からなっている。
【００２６】この導波路にＫｒＦエキシマレーザー光
（２４８ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ2の照射強度で、直
径２ｍｍのガウシアンビームとして２０分照射した。照
射前後の導波路の端面の屈折率分布を図１に示す。図中
において、「Ａ」はシリコン基板、「Ｂ」は下側クラッ
ド、「Ｃ」はコア、「Ｄ」は上側クラッドの各領域であ
る。クラッド部の屈折率が０．１４％上昇していること
が確認された。この導波路の照射部の逆端より１．３μ
ｍのＬＤ光（レーザーダイオードの出力光）を入射し、
端面からの放射フィールドの観察を赤外ＣＣＤカメラで
行った。照射前は１０μｍの直径であったものが、照射
後は１７μｍまで増大していることが確認された。
（２４８ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ2の照射強度で、直
径２ｍｍのガウシアンビームとして２０分照射した。照
射前後の導波路の端面の屈折率分布を図１に示す。図中
において、「Ａ」はシリコン基板、「Ｂ」は下側クラッ
ド、「Ｃ」はコア、「Ｄ」は上側クラッドの各領域であ
る。クラッド部の屈折率が０．１４％上昇していること
が確認された。この導波路の照射部の逆端より１．３μ
ｍのＬＤ光（レーザーダイオードの出力光）を入射し、
端面からの放射フィールドの観察を赤外ＣＣＤカメラで
行った。照射前は１０μｍの直径であったものが、照射
後は１７μｍまで増大していることが確認された。
【００２７】実施例２ 火炎堆積法（ＦＨＤ法）でシリコン基板上にコア−クラ
ッド構造を持つガラス層を形成し、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法でコア径７．０μｍ、比屈折率差０．
２５％の埋め込み型直線状導波路を作製した。コアの組
成はＰ2 Ｏ5 を１０ｗｔ％含有するＳｉＯ2 であり、ク
ラッド組成はＧｅＯ2 を１０ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を１２ｗ
ｔ％添加したＳｉＯ2 からなっている。
ッド構造を持つガラス層を形成し、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法でコア径７．０μｍ、比屈折率差０．
２５％の埋め込み型直線状導波路を作製した。コアの組
成はＰ2 Ｏ5 を１０ｗｔ％含有するＳｉＯ2 であり、ク
ラッド組成はＧｅＯ2 を１０ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を１２ｗ
ｔ％添加したＳｉＯ2 からなっている。
【００２８】この導波路にＫｒＦエキシマレーザー光
（２４８ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ2の照射強度の直径
３ｍｍのガウシアンビームで２０分照射した。照射前後
の導波路の端面の屈折率分布を図２に示す。なお、
「Ａ」〜「Ｄ」に示す横軸の領域は図１と同様である。
クラッド部の屈折率が０．１３％上昇していることが確
認された。これにより、コアとクラッドの比屈折率差は
０．１２％となる。この導波路の波長１．３μｍ光での
モードフィールド径については、実施例１と同様の手法
で測定したところ、２４μｍであった。
（２４８ｎｍ）を５００ｍＪ／ｃｍ2の照射強度の直径
３ｍｍのガウシアンビームで２０分照射した。照射前後
の導波路の端面の屈折率分布を図２に示す。なお、
「Ａ」〜「Ｄ」に示す横軸の領域は図１と同様である。
クラッド部の屈折率が０．１３％上昇していることが確
認された。これにより、コアとクラッドの比屈折率差は
０．１２％となる。この導波路の波長１．３μｍ光での
モードフィールド径については、実施例１と同様の手法
で測定したところ、２４μｍであった。
【００２９】この実施例２の導波路（２５ｍｍ長）の両
端に、シングルモードファイバをＵＶ接着剤で固定後、
その中間部にＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）
を５００ｍＪ／ｃｍ2 の照射強度で、直径３ｍｍのガウ
シアンビームとして２０分照射した。この照射部の中央
を１５〜２２０μｍの幅で溝を入れ、溝内に屈折率整合
剤を注入後、損失を測定した。なお比較例として、エキ
シマレーザーを照射しないサンプルを用いて同様の測定
をした。
端に、シングルモードファイバをＵＶ接着剤で固定後、
その中間部にＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）
を５００ｍＪ／ｃｍ2 の照射強度で、直径３ｍｍのガウ
シアンビームとして２０分照射した。この照射部の中央
を１５〜２２０μｍの幅で溝を入れ、溝内に屈折率整合
剤を注入後、損失を測定した。なお比較例として、エキ
シマレーザーを照射しないサンプルを用いて同様の測定
をした。
【００３０】図３にギャップ間隔と損失の関係を示す。
光照射による屈折率変化を生じさせたサンプル（実施例
１）では、２２０μｍのギャップでも０．４ｄＢの損失
増加しか見られなかったが、未処理品（比較例）は４．
５ｄＢの損失にまでなり、本発明によるモードフィール
ド径の増大によって、ギャップによる損失の大幅な減少
が成されることが確認された。このような導波路は、フ
ィルターの挿入損失の低減、発光素子との結合位置ずれ
による損失の低減などへ適用可能である。
光照射による屈折率変化を生じさせたサンプル（実施例
１）では、２２０μｍのギャップでも０．４ｄＢの損失
増加しか見られなかったが、未処理品（比較例）は４．
５ｄＢの損失にまでなり、本発明によるモードフィール
ド径の増大によって、ギャップによる損失の大幅な減少
が成されることが確認された。このような導波路は、フ
ィルターの挿入損失の低減、発光素子との結合位置ずれ
による損失の低減などへ適用可能である。
【００３１】実施例３（光ファイバ型） コア材として純ＳｉＯ2 ガラス、クラッド材としてＳｉ
Ｏ2 −ＧｅＯ2 （５ｗｔ％）−Ｆ（２．２ｗｔ％）を用
い、光ファイバプリフォームを作製した。クラッド材
は、ＧｅＯ2 を５ｗｔ％均一に含有するＳｉＯ2 スート
を、Ｆ化合物ガスとしてＳｉＦ4 を５０ｖｏｌ．％含有
する雰囲気中でガラス化し、ＳｉＯ2 に対し、比屈折率
差で０．３％低下させた屈折率を持つようにした。この
クラッド用ガラス体の中心部に超音波穴開機で穴を開
け、内面をエッチング後、ＳｉＯ2 ガラスロッドを挿入
し、一体化して、光ファイバプリフォームとした。この
プリフォームの屈折率分布を図４に示す。コアとクラッ
ドの径の比率は１：１５とした。このプリフォームを線
引し、直径１２５μｍの光ファイバとした。ファイバの
損失は０．５ｄＢ／ｋｍ（１．５５μｍ）であった。
Ｏ2 −ＧｅＯ2 （５ｗｔ％）−Ｆ（２．２ｗｔ％）を用
い、光ファイバプリフォームを作製した。クラッド材
は、ＧｅＯ2 を５ｗｔ％均一に含有するＳｉＯ2 スート
を、Ｆ化合物ガスとしてＳｉＦ4 を５０ｖｏｌ．％含有
する雰囲気中でガラス化し、ＳｉＯ2 に対し、比屈折率
差で０．３％低下させた屈折率を持つようにした。この
クラッド用ガラス体の中心部に超音波穴開機で穴を開
け、内面をエッチング後、ＳｉＯ2 ガラスロッドを挿入
し、一体化して、光ファイバプリフォームとした。この
プリフォームの屈折率分布を図４に示す。コアとクラッ
ドの径の比率は１：１５とした。このプリフォームを線
引し、直径１２５μｍの光ファイバとした。ファイバの
損失は０．５ｄＢ／ｋｍ（１．５５μｍ）であった。
【００３２】このファイバを、Ｈ2 の１００気圧下にて
１週間、Ｈ2 含浸処理した後、一部の被覆を除去し、こ
こにＫｒＦエキシマレーザ光を５００ｍＪ／ｃｍ2 の強
度で２０分間照射した。この先端部の遠視野パターンよ
り、モードフィールド径を測定したところ、１．５５μ
ｍにて、２５μｍと未処理の部分１０．５μｍに比べ、
約２．５倍に拡大されていた。また、レーザ光照射前後
のファイバの屈折率分布を図５に示す。初期の屈折率差
は０．３％あったものが、照射径は、０．１２％まで低
下していることが確認された。なお、ファイバの屈折率
分布はＲＮＦＰ法で測定した。
１週間、Ｈ2 含浸処理した後、一部の被覆を除去し、こ
こにＫｒＦエキシマレーザ光を５００ｍＪ／ｃｍ2 の強
度で２０分間照射した。この先端部の遠視野パターンよ
り、モードフィールド径を測定したところ、１．５５μ
ｍにて、２５μｍと未処理の部分１０．５μｍに比べ、
約２．５倍に拡大されていた。また、レーザ光照射前後
のファイバの屈折率分布を図５に示す。初期の屈折率差
は０．３％あったものが、照射径は、０．１２％まで低
下していることが確認された。なお、ファイバの屈折率
分布はＲＮＦＰ法で測定した。
【００３３】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り本発明によれ
ば、クラッドにＧｅＯ2を含有させたので、波長２２０
〜２７０ｎｍの光（紫外線）の照射によってクラッドの
屈折率を高め、これによりコアとクラッドの比屈折率差
を小さくできる。したがって、コア径を変えることな
く、モードフィールド径を増大できる効果がある。
ば、クラッドにＧｅＯ2を含有させたので、波長２２０
〜２７０ｎｍの光（紫外線）の照射によってクラッドの
屈折率を高め、これによりコアとクラッドの比屈折率差
を小さくできる。したがって、コア径を変えることな
く、モードフィールド径を増大できる効果がある。
【図１】実施例１の屈折率変化を示す図。
【図２】実施例２の屈折率変化を示す図。
【図３】ギャップによる損失変化を実施例と比較例で対
比する図。
比する図。
【図４】実施例３のプリフォームの屈折率分布を示す
図。
図。
【図５】実施例３のファイバの屈折率変化を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲井 麻紀 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (72)発明者 金森 弘雄 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−18126（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209538（ＪＰ，Ａ) ＯＦＣ ’94 Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．48−49 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12
Claims (8)
- 【請求項１】 石英ガラスを主成分とするコアとクラッ
ドとを有する光伝送線路において、 前記クラッドはＧｅＯ2を含有し、前記コアのＧｅＯ2含
有量が前記クラッドよりも少なく、 紫外線を照射されることにより前記コアと前記クラッド
との比屈折率差が小さくされて、モードフィールド径が
増大された部分を有している、 ことを特徴とする光伝送線路。 - 【請求項２】 前記コアのＧｅＯ2含有量は前記クラッ
ドの１０％未満であるか、または前記コアはＧｅＯ2を
含まないことを特徴とする請求項１記載の光伝送線路。 - 【請求項３】 前記クラッドは、屈折率を低下させるド
ーパントとして、Ｂ2 Ｏ3またはＦを含むことを特徴と
する請求項１記載の光伝送線路。 - 【請求項４】 前記コアは、屈折率を上昇させるドーパ
ントとして、Ｐ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2またはＳｉ3Ｎ
4を含むことを特徴とする請求項１記載の光伝送線路。 - 【請求項５】 前記コアと前記クラッドは、基板上に石
英ガラスを主成分とするガラス膜を堆積して形成された
光平面導波路をなしていることを特徴とする請求項１記
載の光伝送線路。 - 【請求項６】 前記コアと前記クラッドは、石英ガラス
を主成分とするガラス母材を線引きして形成された光フ
ァイバをなしていることを特徴とする請求項１記載の光
伝送線路。 - 【請求項７】 所定長さに成型され、その長手方向の少
なくとも一部の領域の前記クラッドには波長２２０〜２
７０ｎｍの光が照射されて前記クラッド中のＧｅＯ2の
結合状態が変化させられていることを特徴とする請求項
１記載の光伝送線路。 - 【請求項８】 紫外線を照射するのに先だって、少なく
とも一部が水素雰囲気にさらされていることを特徴とす
る請求項１記載の光伝送線路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18236994A JP3358184B2 (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 光伝送線路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18236994A JP3358184B2 (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 光伝送線路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843650A JPH0843650A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3358184B2 true JP3358184B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=16117113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18236994A Expired - Fee Related JP3358184B2 (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 光伝送線路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358184B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102576122A (zh) * | 2009-10-23 | 2012-07-11 | 株式会社藤仓 | 激光输出用元件及其制造方法、以及使用其的光纤激光器装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060123709A (ko) * | 2003-08-29 | 2006-12-04 | 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 | 광부품, 광부품 제조 방법 및 광시스템 |
| CN111556977A (zh) * | 2018-01-11 | 2020-08-18 | 住友电气工业株式会社 | 光学器件和光学器件的制造方法 |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP18236994A patent/JP3358184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＯＦＣ ’９４ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．４８−４９ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102576122A (zh) * | 2009-10-23 | 2012-07-11 | 株式会社藤仓 | 激光输出用元件及其制造方法、以及使用其的光纤激光器装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0843650A (ja) | 1996-02-16 |
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